LU88226A1 - HIGH PRESSURE NOZZLE ARRANGEMENT FOR SPRAYING LIQUIDS, ESPECIALLY FOR THE IGNITION OF ROLLING STEEL - Google Patents
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Description
Hochdruck-Düsenanordnung zur Versprühung von Flüssigkeiten, insbesondere zur Entzunderung von WalzstahlHigh-pressure nozzle arrangement for spraying liquids, in particular for descaling rolled steel
Beschreibungdescription
Die Erfindung bezieht sich auf eine Hochdruck-Düsenanordnung zum Versprühen von Flüssigkeiten, insbesondere zur Entzunderung von Walzstahl, mit einem der FlüssigkeitsZuführung dienenden Anschlußnippel, der eine zylindrische Innenfläche zur Aufnahme einer Flachstrahldüse aufweist, und mit einer am Nippelende in Axialrichtung (entgegen der Strömungsrichtung) montierbaren, in undrehbarer Stellung mit definierter Strahlebene befestigbaren Flachstrahldüse, deren Gehäuse an seiner Außenumfangsfläche zwei einander diametral gegenüberliegende parallele Flächen (sogenannter Zweikant) aufweist, die mit zwei entsprechenden, am Ende des Anschlußnippels innen vorgesehenen Parallelflächen (sogenannter Innenzweikant) Zusammenwirken, und wobei das Düsengehäuse an seiner Außenumfangsfläche einen Bund aufweist, der - zur axialen Fixierung der Flachstrahldüse am Anschlußnippel - mit einer auf ein Außengewinde des Anschlußnippels aufschraubbaren Überwurfmutter zusammenwirkt.The invention relates to a high-pressure nozzle arrangement for spraying liquids, in particular for descaling rolled steel, with a connection nipple serving for the liquid supply, which has a cylindrical inner surface for receiving a flat jet nozzle, and with a mountable on the nipple end in the axial direction (counter to the flow direction) , in a non-rotatable position with a defined jet level attachable flat jet nozzle, the housing on its outer circumferential surface has two diametrically opposed parallel surfaces (so-called double-edged), which interact with two corresponding parallel surfaces provided at the end of the connecting nipple (so-called double-edged), and wherein the nozzle housing its outer circumferential surface has a collar which - for axially fixing the flat jet nozzle to the connecting nipple - interacts with a union nut which can be screwed onto an external thread of the connecting nipple.
Eine solche Hochdruck-Düsenanordnung ist durch das DE-GM G 91 09 176.6 bekannt geworden. Sie erfüllt die Forderung nach einer Fixierung der Flachstrahldüse im Anschlußnippel in einer exakt vorgegebenen Stellung. Bei der Entzunderung von Walzstahl durch flachstrahlförmige Besprühung mit Wasser kommt es nämlich wesentlich darauf an, daß ein optimaler Winkel des Flachstrahls (gemessen um eine Vertikale zum Werkstück) in bezug auf das Werkstück bzw. auf dessen Förderrichtung erreicht und eingehalten wird.Such a high-pressure nozzle arrangement has become known from DE-GM G 91 09 176.6. It meets the requirement for fixing the flat jet nozzle in the connection nipple in a precisely predetermined position. When descaling rolled steel by spraying it with a flat jet of water, it is essential that an optimal angle of the flat jet (measured around a vertical to the workpiece) with respect to the workpiece or its conveying direction is reached and maintained.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Montage, aber auch die Demontage der Flachstrahldüse am (bzw. vom) Anschluß- . nippel zu erleichtern.The object of the present invention is the assembly, but also the disassembly of the flat jet nozzle on (or from) the connection. lighten nipples.
Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe bei einer Hochdruck-Düsenanordnung der eingangs bezeichneten Gattung dadurch gelöst, daß die sich beidseitig der parallelen Flächen (Zweikant) erstreckende, vom Anschlußnippel aufgenommene Außenumfangsfläche des Düsengehäuses auf dem überwiegenden Teil ihrer Längserstreckung bis hin zur (nippelseitigen) Stirnfläche konisch ausgebildet ist, derart, daß sie sich in Montagerichtung (entgegen der Strömungsrichtung) verjüngt.According to the invention, the object is achieved in a high-pressure nozzle arrangement of the type described in the introduction in that the outer circumferential surface of the nozzle housing, which extends from the connecting nipple and extends on both sides of the parallel surfaces (two-sided), is conical over the major part of its longitudinal extent up to the (nipple-side) end face is designed such that it tapers in the mounting direction (against the flow direction).
Vorzugsweise ist die Außenumfangsfläche des Düsengehäuses auf etwa zwei Drittel ihrer Längserstreckung konisch und auf ihrer sich bis an den Bund heran erstreckenden Restlänge (etwa ein Drittel ihrer Längserstreckung) zylindrisch ausgebildet.The outer circumferential surface of the nozzle housing is preferably conical over approximately two thirds of its longitudinal extent and cylindrical over its remaining length extending up to the collar (approximately one third of its longitudinal extent).
Die Erfindung erleichtert zum einen das Einführen des Düsengehäuses in den dafür bestimmten zylindrischen Innenraum mit Innenzweikant des Anschlußnippels bei der Düsenmontage. Zum anderen ist auf diese Weise ein größerer Zwischenraum zwischen der Außenumfangsfläche des Düsengehäuses und der diese aufnehmenden Innenfläche des Anschlußnippels geschaffen, ohne das notwendigerweise geringe Spiel für die Fixierung des Düsengehäuses im Anschlußnippel vergrößern zu müssen. Denn der zylindrische Restbereich der Außenumfangsfläche des Düsengehäuses sorgt für die erforderliche nahezu spielfreie Fixierung desselben in seiner Montagestellung am Anschlußnippel. Andererseits entsteht erfindungsgemäß ein vergrößerter Zwischenraum zu dem konischen Bereich der Außenumfangsfläche des Düsenge häuses und der Innenwandung des Anschlußnippels. Dieser vergrößerte Zwischenraum erleichtert durch seine Konizität das Lösen, d. h. die Demontage, des Düsengehäuses, und zwar auch dann, wenn sich das Düsengehäuse mit Peinpartikeln, z. B. bestehend aus kleinen Spänen, Zunderplättchen, Sandanteilen, Flusen und anderem mehr, füllt, weil die zur Demontage notwendige axiale Bewegung gegen den Konus verläuft.The invention facilitates, on the one hand, the insertion of the nozzle housing into the cylindrical interior intended for this purpose, with the internal square of the connecting nipple during nozzle assembly. On the other hand, a larger space is created in this way between the outer circumferential surface of the nozzle housing and the inner surface of the connecting nipple receiving the same, without having to enlarge the necessarily small play for fixing the nozzle housing in the connecting nipple. Because the cylindrical remaining area of the outer circumferential surface of the nozzle housing ensures the required almost play-free fixing of the same in its mounting position on the connection nipple. On the other hand, according to the invention, there is an enlarged space between the conical region of the outer peripheral surface of the nozzle housing and the inner wall of the connecting nipple. This enlarged space makes it easier to loosen due to its taper. H. the disassembly of the nozzle housing, even if the nozzle housing with fine particles, for. B. consists of small chips, small scale, small amounts of sand, fluff and other fills, because the axial movement necessary for disassembly runs against the cone.
In der praktischen Erprobung der Erfindung hat es sich als zweckmäßig bzw. ausreichend erwiesen, wenn der Konuswinkel der Außenumfangsfläche des Düsengehäuses 5° oder im wesentlichen 5° beträgt.In practical testing of the invention, it has proven to be expedient or sufficient if the cone angle of the outer peripheral surface of the nozzle housing is 5 ° or essentially 5 °.
Um eine noch weitergehende Demontageerleichterung zu realisieren, wird in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, dem Düsengehäuse eine in Querrichtung (im rechten Winkel zur Strömungsrichtung) auf das Düsengehäuse aufschieb-bare Demontagehilfe zuzuordnen, die mit dem Bund am Düsengehäuse kooperiert. Zweckmäßig weist hierfür der Bund des Düsengehäuses eine Ringnut auf, in die ein halbkreisförmiger Fortsatz der Demontagehilfe radial eingreift.In order to further facilitate dismantling, it is proposed in an advantageous further development of the invention to assign a disassembly aid which can be pushed onto the nozzle housing in the transverse direction (at right angles to the direction of flow) and which cooperates with the collar on the nozzle housing. The collar of the nozzle housing expediently has an annular groove in which a semicircular extension of the dismantling aid engages radially.
Vorteilhafte Ausgestaltungen einer solchen Demontagehilfe können den Ansprüchen 6 und 7 entnommen werden.Advantageous embodiments of such a dismantling aid can be found in claims 6 and 7.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, die im folgenden erläutert werden. Es zeigt (jeweils in vergrößerter Darstellung):In the drawing, embodiments of the invention are shown, which are explained below. It shows (each in an enlarged view):
Fig. 1 eine Ausführungsform einer Hochdruck-Düsenanordnung, im vertikalen Längsschnitt (Teildarstellung),1 shows an embodiment of a high-pressure nozzle arrangement, in vertical longitudinal section (partial view),
Fig. 2 eine Ausführungsform eines Düsengehäuses, inFig. 2 shows an embodiment of a nozzle housing, in
Separatdarstellung (Ansicht in Pfeilrichtung A nach Fig. 3),Separate representation (view in the direction of arrow A according to FIG. 3),
Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 2,3 shows a section along the line III-III in FIG. 2,
Fig. 4 das Düsengehäuse nach Fig. 2 und 3, in Pfeilrich-tung B (Fig. 3) gesehen,4 the nozzle housing according to FIGS. 2 and 3, seen in the direction of arrow B (FIG. 3),
Fig. 5 eine Ausführungsform einer Hochdruck-Düsenanordnung mit Flachstrahldüse in Montagestellung (jedoch Überwurfmutter entfernt) und zugeordneter Demontagehilfe, teils in Ansicht, teils im vertikalen Längsschnitt,5 shows an embodiment of a high-pressure nozzle arrangement with a flat jet nozzle in the assembly position (however, union nut removed) and associated disassembly aid, partly in view, partly in a vertical longitudinal section,
Pig. 6 die Demontagehilfe nach Fig. 5, in Separatdarstellung (Schnitt VI-VI nach Fig. 7), und Fig. 7 den Gegenstand von Fig. 6, in Pfeilrichtung C (Fig. 6) betrachtet.Pig. 6, the disassembly aid according to FIG. 5, in a separate representation (section VI-VI according to FIG. 7), and FIG. 7 the object of FIG. 6, viewed in the direction of arrow C (FIG. 6).
In Fig. 1 (und Fig. 5) bezeichnet 10 einen zylinderförmigen Anschlußnippel, der in geeigneter Weise, z. B. durch Schweißen (bei 35, Fig. 5) an einer Flüssigkeitszuleitung (36, Fig. 5) befestigt ist. Der Anschlußnippel 10 besitzt eine durchgehende Bohrung 11, in die von unten eine insgesamt mit 12 bezifferte Hochdruck-Flachstrahldüse eingesetzt ist. Die Flachstrahldüse 12 weist ein Düsengehäuse 13 mit einem Bund 14 auf, mittels dessen es stirnseitig am Anschlußnippel 10 anliegt (siehe Fig. 1). Innerhalb des Düsengehäuses 13 sind Einsätze 15, 16 angeordnet, welche die eigentliche Flachstrahldüse bilden. Diese Teile sind aber nicht eigentlich Gegenstand der vorliegenden Erfindung, so daß sich eine detailliertere Beschreibung der Düsenteile 15, 16 erübrigt.In Fig. 1 (and Fig. 5) 10 denotes a cylindrical connecting nipple, which in a suitable manner, for. B. is fixed by welding (at 35, Fig. 5) to a liquid supply line (36, Fig. 5). The connecting nipple 10 has a through bore 11 into which a high-pressure flat jet nozzle, numbered 12 overall, is inserted from below. The flat jet nozzle 12 has a nozzle housing 13 with a collar 14, by means of which it rests on the end face of the connection nipple 10 (see FIG. 1). Inserts 15, 16, which form the actual flat jet nozzle, are arranged within the nozzle housing 13. However, these parts are not actually the subject of the present invention, so that a more detailed description of the nozzle parts 15, 16 is unnecessary.
Der Düsenaustritt ist bei 17 ausgebildet. Hierdurch ergibt sich eine in.Fig. 4 strichpunktiert angedeutete und mit 20 bezifferte Strahlebene des aus der Düse 12 austretenden Flüssigkeitsstrahls. Die genaue Ausrichtung der Strahlebene 20 in Drehrichtung mit Bezug auf den Anschlußnippel 10 wird dadurch erreicht, daß das Düsengehäuse 13 zwei diametral gegenüberliegende parallele Flächen 21, 22 besitzt, die einen sogenannten Zweikant bilden (siehe insbesondere Fig. 2 und 3) und mit zwei entsprechenden, innen am Anschlußnippel 10 ausgebildeten Parallelflächen (sogenannter Innenzweikant, nicht gezeigt) Zusammenwirken. Wie Fig. 4 erkennen läßt, sind die Zweikantflächen 21, 22 am Düsengehäuse 13 (und entsprechend auch die Innenzweikantflächen im Anschlußnippel 10) in einem Winkel GOzu der Strahlebene 20 angeordnet, der vorzugsweise 15° beträgt. alsThe nozzle outlet is formed at 17. This results in an in.Fig. 4 dash-dotted and 20 numbered jet level of the liquid jet emerging from the nozzle 12. The exact alignment of the jet plane 20 in the direction of rotation with respect to the connecting nipple 10 is achieved in that the nozzle housing 13 has two diametrically opposed parallel surfaces 21, 22 which form a so-called two-sided (see in particular FIGS. 2 and 3) and with two corresponding , Inside surfaces formed on the connecting nipple 10 parallel surfaces (so-called double socket, not shown) interact. As can be seen in FIG. 4, the two-sided surfaces 21, 22 on the nozzle housing 13 (and correspondingly also the two-sided surfaces in the connecting nipple 10) are arranged at an angle GO to the jet plane 20, which is preferably 15 °. as
Der Durchtritt des/Flachstrahl ausgebildeten Flüssigkeitsstrahls (20) durch das Düsengehäuse 13 nach außen wird durch eine breite schlitzförmige Einfräsung in der mit 23 bezeichneten freien Stirnfläche des Düsengehäuses 13 ermöglicht. Die Begrenzungsflächen der Einfräsung sind mit 28/ 29 beziffert (siehe insbesondere Fig. 4). Sie liegen sowohl parallel zueinander als auch parallel zur Flüssigkeits-Strahlebene 20.The passage of the / flat jet of liquid jet (20) through the nozzle housing 13 to the outside is made possible by a wide slot-shaped milling in the free end face designated 23 of the nozzle housing 13. The boundary surfaces of the milling are numbered 28/29 (see in particular Fig. 4). They are both parallel to one another and parallel to the liquid jet plane 20.
In ihrer aus Fig. 1 ersichtlichen Montagestellung ist die Flachstrahldüse 12 des weiteren - axial - durch eine Überwurfmutter 18 fixiert, die auf ein Gewinde 19 des Anschlußnippels 10 aufgeschraubt ist. Hierbei kommt der Bund 14 des Düsengehäuses 13 einerseits an der mit 24 bezifferten freien Stirnfläche des Anschlußnippels 10 zur Anlage. Andererseits wirkt die Überwurfmutter 18 mit der düsenaustrittsseitigen Fläche des Bundes 14 zusammen.In its mounting position shown in FIG. 1, the flat jet nozzle 12 is further - axially - fixed by a union nut 18 which is screwed onto a thread 19 of the connecting nipple 10. Here, the collar 14 of the nozzle housing 13 comes to rest on the one hand on the 24 end face of the connecting nipple 10. On the other hand, the union nut 18 interacts with the surface of the collar 14 on the nozzle outlet side.
Wie des weiteren insbesondere aus Fig. 1 und 3 hervorgeht, weist das Düsengehäuse 13 ein Innengewinde 25 auf, in das eine zylindrische Gehäuseverlängerung 26 mit einem entsprechenden Außengewinde 27 eingeschraubt ist. Die Gehäuseverlängerung 26 dient zur Aufnahme eines Strahlrichters (nicht gezeigt) und eines Flüssigkeitsfilters (ebenfalls nicht gezeigt).1 and 3, the nozzle housing 13 has an internal thread 25, into which a cylindrical housing extension 26 is screwed with a corresponding external thread 27. The housing extension 26 serves to accommodate a jet director (not shown) and a liquid filter (also not shown).
Eine Besonderheit des Düsengehäuses 13 besteht nun darin, daß seine vom Anschlußnippel 10 aufgenommene Außenumfangsfläche 30 (mit Ausnahme der beiden Parallelflächen (Zweikant 21, 22)) auf einer Länge 1^ konisch ausgebildet ist (siehe insbesondere Fig. 2 und 3). Der restliche Teil - in Fig. 2 und 3 mit 1^ bezeichnet - der Außenumfangsfläche 30 ist dagegen zylindrisch ausgebildet und sorgt im Zusammenwirken mit der entsprechend zylindrischen Innenfläche 11 des Anschlußnippels 10 für einen spielfreien Sitz des Düsengehäuses 13 (und damit der gesamten Flachstrahldüse 12) im bzw. am Anschlußnippel 10.A special feature of the nozzle housing 13 is that its outer peripheral surface 30 received by the connecting nipple 10 (with the exception of the two parallel surfaces (two-sided 21, 22)) is conical over a length of 1 ^ (see in particular FIGS. 2 and 3). The remaining part - designated by 1 ^ in FIGS. 2 and 3 - the outer peripheral surface 30, on the other hand, is cylindrical and, in cooperation with the corresponding cylindrical inner surface 11 of the connecting nipple 10, ensures that the nozzle housing 13 (and thus the entire flat jet nozzle 12) is seated without play. in or on the connection nipple 10.
Fig. 2 und 3 machen deutlich, daß sich der konische Bereich 1^ der Außenumfangsfläche 30 des Düsengehäuses 13 in Montagerichtung, d. h. entgegen der in Fig. 1 durch einen Pfeil 33 gekennzeichneten Strömungsrichtung der Flüssigkeit, verjüngt, und zwar bis hin zur nippelseitigen Stirnfläche 31 des Düsengehäuses 13. Der Konuswinkelß beträgt bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel 5° (siehe Fig. 2). Der konische Bereich 1^ beträgt etwa 2/3 der Gesamtlänge (1^ + 1^) der Außenumfangsfläche 30.2 and 3 make it clear that the conical region 1 ^ of the outer peripheral surface 30 of the nozzle housing 13 in the mounting direction, i. H. 1 tapers against the flow direction of the liquid indicated by an arrow 33 in FIG. 1, namely up to the nipple-side end face 31 of the nozzle housing 13. In the exemplary embodiment shown, the cone angle is 5 ° (see FIG. 2). The conical area 1 ^ is approximately 2/3 of the total length (1 ^ + 1 ^) of the outer peripheral surface 30.
Durch die aus der Zeichnung ersichtliche und im vorstehenden geschilderte Konizität eines überwiegenden Teils der Außenumfangsfläche 30 des Düsengehäuses 13 wird sowohl die Montage wie auch die Demontage des Düsengehäuses 13 und damit der gesamten Flachstrahldüse 12 wesentlich erleichtert (vgl. hierzu auch die oben geschilderten Vorteile). Die Demontage des Düsengehäuses 13 bzw. der Flachstrahldüse 12 vom Anschlußnippe 110 kann nun dadurch weiter erleichtert werden, daß man dem Düsengehäuse 1 3 eine Demontagehilfe zuordnet. Diese ist im einzelnen aus Fig. 5 bis 7 ersichtlich. Aus Fig. 5 geht hervor, daß die insgesamt mit 32 bezifferte Demontagehilfe in Querrichtuna (d. h. im rechten Winkel zur Strömungsrichtung; 33) auf das Düsengehäuse 13 aufgeschoben wird, nachdem zuvor die Überwurfmutter 18 (siehe Fig. 1) entfernt worden ist. Montage-und Demontagerichtung der Demontagehilfe 32 sind in Fig. 5 durch einen Doppelpfeil 34 angedeutet. Aus Fig. 5 geht ferner hervor, daß die Demontagehilfe 32 mit dem Bund 14 des Düsengehäuses 13 zusammenwirkt, welcher zu diesem Zweck eine Ringnut 37 besitzt, in die ein halbkreis-Förmiger Fortsatz 38 der Demontagehilfe 32 radial eingreift.Due to the conicity of a predominant part of the outer circumferential surface 30 of the nozzle housing 13, which can be seen from the drawing and described above, both the assembly and the dismantling of the nozzle housing 13 and thus the entire flat jet nozzle 12 are made considerably easier (cf. also the advantages described above). The disassembly of the nozzle housing 13 or the flat jet nozzle 12 from the connecting rib 110 can now be further facilitated by assigning a disassembly aid to the nozzle housing 1 3. This can be seen in detail from FIGS. 5 to 7. From FIG. 5 it can be seen that the dismantling aid, numbered 32 in total, is pushed in the transverse direction (i.e. at right angles to the direction of flow; 33) onto the nozzle housing 13 after the union nut 18 (see FIG. 1) has been removed beforehand. The assembly and disassembly direction of the disassembly aid 32 is indicated in FIG. 5 by a double arrow 34. 5 also shows that the dismantling aid 32 cooperates with the collar 14 of the nozzle housing 13, which for this purpose has an annular groove 37 into which a semicircular extension 38 of the dismantling aid 32 engages radially.
Der konstruktive Aufbau der Demontagehilfe 32 geht nun im einzelnen aus Fig. 6 und 7 hervor. Danach besteht die Demontagehilfe 32 aus einem im wesentlichen zylindrischen Grundkörper 39 mit abgesetzter durchgehender Axialbohrung 40. Der Grundkörper 39 weist auf einem dem Düsengehäuse 13 zugewandten Teil seiner Längserstreckung eine radiale Einfräsung 41 auf. In den vom Düsengehäuse 13 abgewandten Teil der Axialbohrung 40, welcher nicht von der seitlichen Einfräsung 41 durchdrungen ist, ist ein Innengewinde 42 eingearbeitet. In das Innengewinde 42 kann ein handelsüblicher Stiftauszieher eingeschraubt werden. Anschließend kann die Demontage des Düsengehäuses 13 (und damit der gesamten Flachstrahldüse 12) in Pfeilrichtung 43 (Fig. 5) erfolgen.The structural design of the dismantling aid 32 can now be seen in detail from FIGS. 6 and 7. Thereafter, the disassembly aid 32 consists of an essentially cylindrical base body 39 with a stepped through axial bore 40. The base body 39 has a radial milling 41 on a part of its longitudinal extension facing the nozzle housing 13. An internal thread 42 is machined into that part of the axial bore 40 which faces away from the nozzle housing 13 and which is not penetrated by the lateral milling 41. A commercially available pin extractor can be screwed into the internal thread 42. The nozzle housing 13 (and thus the entire flat jet nozzle 12) can then be removed in the direction of the arrow 43 (FIG. 5).
Um ein Verdrehen der Demontagehilfe 32 in ihrer Montagestellung (Fig. 5) bzw. während des im vorstehenden beschriebenen Demontagevorgangs zu verhindern, ist in einer Gewindebohrung 44 des Grundkörpers 39 eine druckfederbeaufschlagte Kugel angeordnet, die als Rastvorrichtung mit der Außenwandung des Düsengehäuses 13 zusammenwirkt. Die Vorspannung der Druckfeder kann durch eine in die Gewindebohrung 44 eingeschraubte Stiftschraube 45 variiert werden.In order to prevent the disassembly aid 32 from rotating in its assembly position (FIG. 5) or during the disassembly process described above, a pressure spring-loaded ball is arranged in a threaded bore 44 of the base body 39 and cooperates as a locking device with the outer wall of the nozzle housing 13. The pretension of the compression spring can be varied by a stud 45 screwed into the threaded bore 44.
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